甘露醇對馬鈴薯試管苗生長和有效保存期的影響

甘露醇對馬鈴薯試管苗生長和有效保存期的影響

貴州省的紅薯資源一直采用“春秋”方法保存，但這種方法不僅需要大量的人力、物力和財力資源，還不可避免地受到各種疾病和因素的影響，最終導致資源的混合和流失。利用莖尖脫毒、組織培養(yǎng)技術以試管苗形式保存馬鈴薯種質資源,既避免了因田間病蟲害侵襲引起的資源流失,又便于種質交流,同時還具占地小的優(yōu)點。但馬鈴薯脫毒試管苗在正常生長環(huán)境中保存長勢快,短期內就要進行多次轉接,轉接次數(shù)太多易造成材料污染和變異的發(fā)生。有研究報道,在培養(yǎng)基中添加植物生長抑制物質B9(丁酰肼)、甘露醇、CCC(矮壯素)或PP333(多效唑)能抑制保存材料的生長,使試管苗的保存時間得到不同程度延長,而且對馬鈴薯試管苗種質的遺傳穩(wěn)定性沒有影響。但在以上各種植物生長抑制劑中,甘露醇作為一種在代謝中不活潑的蔗糖乙醇,主要通過調節(jié)培養(yǎng)基的滲透壓來抑制植株對水分的利用,從而達到延緩植株生長的目的,同時它的用量少且延長試管苗時保存時間相對較長,故多用于馬鈴薯種質試管苗的保存中,但相關報道多,結果也不一,如王娟報道培養(yǎng)基內添加0.01%~0.1%的甘露醇就能達到很好的保存效果;周明德報道了培養(yǎng)基內添加5%的甘露醇,試管苗可保存11個月;李曉淑用3%的甘露醇能在常溫條件下保存馬鈴薯試管苗2個月。貴州省馬鈴薯研究所收集、構建了數(shù)百份馬鈴薯種質試管苗材料,為確保構建好的種質試管苗能被安全保存,筆者等研究了甘露醇對馬鈴薯脫毒試管苗的生長和有效保存期的影響,旨在為馬鈴薯試管苗生長和有效保存提供試驗依據(jù),以期得到簡單、長效的馬鈴薯種質材料保存方法,進而節(jié)省成本、節(jié)省人力。1材料和方法1.1試驗材料試材為篩選培養(yǎng)28d,生長較一致的費烏瑞它脫毒試管苗。甘露醇為市售,國產(chǎn),白色粉末。1.2試驗設計設置6個甘露醇濃度梯度:0、1%、2%、3%、4%和5%。1.3測試方法1.3.1添加創(chuàng)新試劑以MS為基本培養(yǎng)基,分別添加6個濃度梯度的甘露醇,添加瓊脂6g/L、蔗糖200g/L,pH為6.0。培養(yǎng)基配制好后分裝在150mL三角瓶內,每瓶裝40mL,封口后置于高壓滅菌鍋內常規(guī)滅菌,冷卻待用。1.3.2接種個體節(jié)段接種將篩選出的馬鈴薯脫毒試管苗剪切成帶1個腋芽、長約1cm的節(jié)段并接種在滅好菌的試管苗保存培養(yǎng)基上,每瓶接種10個節(jié)段,各處理接種10瓶,3次重復。1.3.3培訓將接好種的培養(yǎng)基置于(20±2)℃,2000lx,12h光照條件下培養(yǎng)。1.3.4生長、葉數(shù)、成活率每隔16、35、55、80、114、150、182d記錄株高、葉數(shù)、可用節(jié);隔35、70、109、150、177、200、234d記錄植株成活率。測量結果取其算術平均值。2結果與分析2.1甘露醇對多克隆試苗高度的影響試管苗在對照培養(yǎng)基(CK)中生長很快,35d即長滿玻璃瓶,約12.5cm,而在添加甘露醇的培養(yǎng)基中,試管苗的高度均明顯低于對照,并隨甘露醇使用濃度的增加迅速下降;從圖示可看出,甘露醇濃度1%時,試管苗最大高度(6.99cm),只有對照的50%,達此高度的時間是114d,比對照的35d延長79d;當甘露醇使用濃度≥3%時,馬鈴薯試管苗高度明顯受到抑制,只有2cm左右。2.2不同濃度的甘露醇對試管苗葉片數(shù)的影響從不同濃度甘露醇對試管苗葉數(shù)的影響(圖1)看出,接種材料培養(yǎng)55d前,甘露醇各濃度處理中葉片數(shù)的增加速度不及對照,但55d后各處理中葉片數(shù)明顯高于對照,其中以2%的甘露醇濃度處理最高,為15.7片,其次是1%的甘露醇濃度處理(13.1片);低濃度的甘露醇(1%~2%)處理下,試管苗葉片數(shù)在培養(yǎng)114d后開始減少(對照從80d開始明顯減少),而3%~5%的處理中試管苗葉片數(shù)變化不大;從單位長度(1cm)試管苗莖段上生長的葉片數(shù)統(tǒng)計觀察,添加甘露醇的各處理中,葉片數(shù)均大于1.5片/cm,高出對照的0.83片/cm,且隨甘露醇使用濃度的升高,葉片數(shù)明顯增多,當甘露醇濃度為5%時單位長度莖段上葉片數(shù)達5.45片。2.3甘露醇對試苗可用節(jié)數(shù)的影響(圖1)看出,不同甘露醇濃度處理費烏瑞它脫毒試管苗的可用節(jié)最高值均低于對照(CK為8.4節(jié)),且隨濃度的增加,可用節(jié)數(shù)降低的幅度越大,當甘露醇是5%時試管苗可用節(jié)最高值是2.9節(jié),低出對照5.5節(jié);但對照的試管苗從培養(yǎng)80d后其可用節(jié)數(shù)量開始明顯降低,而各濃度甘露醇處理上試管苗可用節(jié)數(shù)一旦達到最高就可維持此高度不變。2.4甘露醇對試苗成活率的影響從不同濃度甘露醇對試管苗成活率的影響(圖1)看出,在未加甘露醇的培養(yǎng)基中,試管苗生長很快,35d即能長滿培養(yǎng)容器的頂部,80d后試管苗由于頂?shù)椒饪谀ざ鴱澢蛳律L,越靠近植株頂端的莖越細,且呈白色,植株分枝較多,新生葉特別小,顏色淺綠,多數(shù)老葉褪綠變黃、逐步枯死,致使試管苗成活率開始明顯降低,在培養(yǎng)109d時試管苗成活率為87.5%,當培養(yǎng)200d后試管苗全部死亡,成活率為0。不同甘露醇處理中試管苗的葉色濃綠,在培養(yǎng)177d前成活率均為100%;培養(yǎng)200d時因部分葉片發(fā)黃枯死,使甘露醇濃度為1%~2%處理的試管苗成活率開始降低,約為60%,而3%~5%處理的仍有100%;培養(yǎng)234d時,甘露醇濃度1%~2%的成活率只有50%左右,而濃度為3%~5%處理的試管苗成活率仍能達到95%以上。甘露醇濃度為3%~5%的處理雖試管苗成活率均高于95%,但甘露醇濃度越高,可用節(jié)數(shù)量越低,同時形成水浸狀苗的比例越高,不利于試管苗的繼代轉接,故篩選出1%~2%的甘露醇濃度較適宜試管苗的繼代和保存。3甘露醇濃度對馬鈴薯試苗保存時間的影響研究結果表明:培養(yǎng)基內加入甘露醇可抑制費烏瑞它脫毒試管苗的生長和延長試管苗保存時間,但甘露醇的最適濃度是1%~2%,在(20±2)℃、2000lx、12h光照條件下可以使試管苗保存時間延長至7個月,成活率達50%左右;當甘露醇濃度升高,試管苗的保存期得到延長,同時成活率也變高,但試管苗玻璃化現(xiàn)象嚴重,主要表現(xiàn)在莖稈和葉片水浸狀,葉色黃綠色,不利于轉接及繼代生長。周明德報道了培養(yǎng)基內添加5%的甘露醇,在16~20℃、1000lx,每天光照8h的條件下,試管苗可保存l1個月,有效地提高試管苗的保存時間。李曉淑的研究表明,3%的甘露醇能在常溫條件下保存馬鈴薯試管苗2個月,